常見的幾種容積水泵類型及其工作原理

　　水泵是借動力設(shè)備和傳動裝置或利用自然能源將水由低處升至高處的水力機械。廣泛應(yīng)用于農(nóng)田灌溉、排水以及農(nóng)牧業(yè)、工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)供水、排水等方面。用于農(nóng)田排灌、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)過程中的水泵稱農(nóng)用水泵，是農(nóng)田排灌機械的主要組成部分之一。

　　根據(jù)不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。

　　容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齒輪泵、隔膜泵、螺桿泵等類型。

　　葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量，有離心泵、軸流泵和混流泵等類型。潛水電泵的泵體部分是葉片泵。其他類型的水泵有射流泵、水錘泵、內(nèi)燃水泵等，分別利用射流水錘和燃料爆燃的原理進(jìn)行工作。水輪泵則是水輪機與葉片泵的結(jié)合。上述各類水泵中以下列各式較具代表性。

離心泵

　　離心泵是利用離心力的作用增加水體壓力并使之流動的一種泵。由泵殼、葉輪、轉(zhuǎn)軸等組成。動力機帶動轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動葉輪在泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，泵內(nèi)水體被迫隨葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生離心力。離心力迫使液體自葉輪周邊拋出，匯成高速高壓水流經(jīng)泵殼排出泵外，葉輪中心處形成低壓，從而吸入新的水流，構(gòu)成不斷的水流輸送作用。葉輪具有逆旋轉(zhuǎn)方向彎曲的葉片，其結(jié)構(gòu)型式有封閉式、半封閉式和敞開式3種,農(nóng)用的多為封閉式葉輪，葉片兩側(cè)由圓盤封閉。泵體沿出水管方向逐漸擴張成蝸殼形。水流自葉輪一面吸入的稱單吸離心泵，自葉輪兩面吸入稱雙吸離心泵。為增加揚程，可將多個葉輪裝在同一軸上成為多級離心泵。由前一葉輪排出的水進(jìn)入后一葉輪的進(jìn)水口，增壓后再從后一葉輪排出，因而葉輪數(shù)愈多，壓力愈高。有的離心泵帶有能自動排除吸水管和泵體內(nèi)空氣的裝置，在起動前無需向泵體灌水，稱自吸離心泵，但其效率常低于一般離心泵。

　　離心泵在農(nóng)田排灌和農(nóng)牧業(yè)供水中應(yīng)用最廣。多用于揚程高而流量小的場合。單級離心泵的揚程為5～125米，排出的流量均勻,一般為6.3～400米3/小時,效率約可達(dá)86～94%。

軸流泵

　　軸流泵由泵殼、葉輪和轉(zhuǎn)軸等機件構(gòu)成。也稱螺槳泵。葉輪上有螺旋槳狀的葉片若干，當(dāng)葉輪隨轉(zhuǎn)軸一起被動力機械驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，各葉片將水推向一端，同時又在另一端從水源吸取水，使水產(chǎn)生沿著平行于轉(zhuǎn)軸方向的連續(xù)流動，達(dá)到不斷輸送水流的目的。水流壓力因葉輪轉(zhuǎn)動作用而提高。由葉輪出來的旋轉(zhuǎn)水流通過固定導(dǎo)葉后，消除了旋轉(zhuǎn)分速度，并由于擴散作用而使其部分動能轉(zhuǎn)換成壓力能,推動泵殼內(nèi)的水流沿軸向上升,由出水管流出。軸流泵多用于揚程低而流量大的場合，揚程范圍1～25米左右；流量2.7～60.0米3/秒，效率可達(dá)85～90.5%。安裝方式有立式、臥式和斜式3種,其中以立式軸流泵應(yīng)用較多。大型軸流泵葉輪輪轂上的旋槳葉片的安裝角度可以調(diào)節(jié)，或借液壓傳動的轉(zhuǎn)軸在運行中隨時間調(diào)節(jié)，以適應(yīng)揚程及流量變化的要求，獲得較高的生產(chǎn)率，故稱可調(diào)式軸流泵。

　　貫流泵是臥式軸流泵的一種。由電動機、減速裝置和水泵組成一整體，裝設(shè)在水下堤壩內(nèi)部的機坑內(nèi)，其進(jìn)出水流道位于一條直線上，近似直圓筒形，水力損失少，提水效率高，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、檢修方便，泵站工程簡單。圬工泵是一種低揚程軸流泵，除葉輪及其外圍的泵殼用金屬材料制成以外，進(jìn)水流道和出水流道均采用磚石或混凝土結(jié)構(gòu)，其揚程在2米以下,流量大、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、效率高。適用于低洼地區(qū)的排澇和灌溉。

混流泵

　　混流泵構(gòu)造和工作原理兼有離心泵和軸流泵兩種類型的特點的一種水泵。葉輪被動力機械帶動旋轉(zhuǎn)時，葉片一方面推動著水體，同時又驅(qū)使水體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心作用。水體在葉片的推力和離心力的作用下產(chǎn)生流動和提高壓力。水流由軸向流入葉輪后沿葉片斜向流出，常用于輸送排量較大而壓力中等的場合。通常有蝸殼式和導(dǎo)葉式兩種類型。蝸殼式混流泵的結(jié)構(gòu)同離心泵相似，利用蝸殼形流道將水流通過葉輪后獲得的動能轉(zhuǎn)換為壓力能，一般中、小型混流泵多采用蝸殼式結(jié)構(gòu)。導(dǎo)葉式混流泵也稱斜流泵，其結(jié)構(gòu)與軸流泵相似，具有徑向尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單輕便等特點。大型混流泵以導(dǎo)葉式居多，其葉片的安裝角度一般也能調(diào)節(jié)。混流泵的揚程范圍一般為3～10.5米，起動功率較低，能適應(yīng)水位的變化,流量為0.1～50米3/秒；效率可達(dá)64～86%。20世紀(jì)70年代以來，大型混流泵的發(fā)展速度較快，在許多場合有取代大型軸流泵的趨勢。

長軸深井泵

　　多數(shù)是一個立式單吸離心泵，其葉輪裝在井中動水位以下，動力機設(shè)置在井上，通過傳動長軸驅(qū)動葉輪在導(dǎo)流殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，水流沿導(dǎo)流殼與葉輪之間的流道，經(jīng)輸水管向上提升到地面。揚程高時可采用多個葉輪串聯(lián)的多級離心泵。由于傳動長軸的制造和安裝精度要求較高，效率隨井深的增加而顯著降低，因而一般只用于不超過100米的深井。